一种fsm3d面料高清扫描仪及其自动化控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种FSM3D面料高清扫描仪及其自动化控制系统，属于3D技术领域。
【背景技术】
[0002]在3D虚拟技术高速发展的今天，3D虚拟技术的应用日趋广泛。然而3D虚拟技术的大量应用，离不开大量3D建模，而3D建模中为了使模型更加逼真，则需要高质量的3D材质库贴图。目前大多数3D建模软件所需的材质贴图需包含(漫反射贴图Color、法线贴图Normals、置换贴图Displacement，高光贴图Specular、透明度贴图Alpha)。目前的3D材质贴图的制作方法一般是通过平板扫描仪或数码相机扫描或拍摄获得原始图片，然后通过Photoshop调整颜色裁剪图像大小及通过人工肉眼判断调整来制作无缝循环拼接，再通过Crazybump等图形处理软件经过复杂繁琐的处理调整来生成3D材质贴图。这种方式获得的材质贴图，由于图片前期扫描或拍摄时，光源为单方向单维度下获得的图片，且光源亮度固定不变，当扫描反光比较大的材料(如荧光材料)时，由于反光原因容易造成曝光过度，此外还有高光贴图是反应扫描材料的高光系数值，单一光源下测得材料的高光系数不够准确，还有透明度贴图是反应被扫描材料的透光度系数，上述普通扫描是在扫描面打光，没有穿透光所以不能测得材料的透光性，通过上述软件虽然能够模拟生成相应贴图，但是并不是真实反应面料原本的特性，所以制作出来的材质贴图，使用上不能真实展现材质的纹理和光影效果，而且需要耗费大量的人工时间成本。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题，在于提供一种可以多角度打光扫描、具有先进贴图合成算法、程序自动化的扫描控制和自动贴图生成的FSM3D面料高清扫描仪及其自动化控制系统。
[0004]本发明通过下述方案实现:一种FSM3D面料高清扫描仪，其由机箱上盖、单反相机、机箱骨架、机箱侧板、放置扫描面料推拉式抽屉和拔插式扫描仪控制主机组成，所述机箱骨架包括一号机箱骨架、二号机箱骨架和三号机箱骨架，所述机箱侧板包括机箱两侧及底部U型侧板、机箱前侧板和机箱后侧板，所述机箱两侧及底部U型侧板、所述机箱前侧板和所述机箱后侧板组装成一体式机箱下部结构，所述放置扫描面料推拉式抽屉设有在所述机箱前侧板的下端，所述拔插式扫描仪控制主机穿过所述机箱后侧板插入机箱内部，所述一号机箱骨架、所述二号机箱骨架和所述三号机箱骨架从上到下依次设置在所述机箱侧板内壁的卡块上，所述一号机箱骨架上端设有装饰板，所述装饰板上端设有相机支撑隔板，所述单反相机设置在所述相机支撑隔板与所述机箱上盖之间，所述一号机箱骨架、所述二号机箱骨架和所述三号机箱骨架均为四根骨架组成的正方形结构，所述二号机箱骨架下端设有四组并联朝下照射光源，所述三号机箱骨架的上端设有四组并联朝上照射光源，所述三号机箱骨架下端的四个方向上分别设有单组光源，分别是:单组E方向光源、单组S方向光源、单组W方向光源、单组N方向光源，所述放置扫描面料推拉式抽屉上设有底部冷光片光源。
[0005]所述单组E方向光源、所述单组S方向光源、所述单组W方向光源、所述单组N方向光源的发光方向分别朝向东南西北四个方向。
[0006]所述单组E方向光源、所述单组S方向光源、所述单组W方向光源、所述单组N方向光源朝向扫描仪的中心位置。
[0007]所述单反相机旁设有L型相机支架，所述相机支架高于所述单反相机，且所述相机支架连接所述相机支撑隔板与所述机箱上盖。
[0008]—种FSM3D面料高清扫描仪的自动化控制系统，该系统中PC电脑通过USB数据线连接到USB接口芯片，所述USB接口芯片分成两路，一路接到所述单反相机，另一路通过USB转串口芯片连接到所述拔插式扫描仪控制主机，所述拔插式扫描仪控制主机通过光源开关依次打开单组E方向光源、所述单组S方向光源、所述单组W方向光源、所述单组N方向光源、所述四组并联朝下照射光源、所述四组并联朝上照射光源、所述底部冷光片光源共计7组不同方向的LED灯光，并依次拍照。完成后得到七张不同方向打光的图片，名字分别是:图片E、图片S、图片W、图片N、图片SP、图片NSP、图片A，然后程序利用四个方向打光生成的图片E、图片S、图片W和图片N中的灯光方向相反的两张图进行反向叠加，接着高通滤波，保留差值合成法线贴图，图片E、图片S、图片W和图片N灯光方向相反的两张图进行反向叠加，只保留蓝色通道，然后高通滤波，最后高斯模糊处理生成置换贴图，由图片SP和图片NSP两张图片的亮度值相减后保存差值生成高光贴图，底部用穿透性强的冷光片从下到上向扫描材料打光获得的图片A经扫描程序反色处理，只保留绿色通道值生成来透明度贴图，图片NSP直接作为漫反射贴图，进而得到3D建模所需的材质贴图。
[0009]本发明的有益效果为:
1、本发明一种FSM 3 D面料高清扫描仪及其自动化控制系统，集扫描原图获取，图片程序自动化处理，一次生成输出3D材质贴图组合文件包含(漫反射贴图color、法线贴图normals、置换贴图Displacement，高光贴图Specular、透明度贴图Alpha)简化材质贴图制作的流程，提高效率；
2、本发明一种FSM3D面料高清扫描仪及其自动化控制系统采用多级线性可调光源，使曝光更加精确，可适用更多类型材料的扫描；
3、本发明一种FSM3D面料高清扫描仪及其自动化控制系统由于采用的不同角度方向分别打光，扫描材料的表面纹理在不同方向光的作用下，可以通过软件测得光影的方向和深度，这样合成计算的法线贴图和置换贴图更加精确。此外高光贴图也是得益于高低安装的两组LED存在亮度差别计算更精确。
【附图说明】
[0010]图1为一种FSM3D面料高清扫描仪的结构示意图。
[0011 ]图2为一种FSM3D面料高清扫描仪的自动化控制系统的流程结构示意图。
[0012]图中:1为机箱上盖，2为单反相机，3为放置扫描面料推拉式抽屉，4为拔插式扫描仪控制主机，5为一号机箱骨架，6为二号机箱骨架，7为三号机箱骨架，8为机箱两侧及底部U型侧板，9为机箱前侧板，10为机箱后侧板，11为装饰板，12为相机支撑隔板，13为四组并联朝下照射光源，14为四组并联朝上照射光源，15为单组E方向光源，16为单组S方向光源，17为单组W方向光源，18为单组N方向光源，19为底部冷光片光源，20为相机支架，21为PC电脑，22为USB接口芯片，23为USB转串口芯片，24微控制单元，25为光源开关，26为图片E，27为图片S，28为图片W，29为图片N，30为图片SP，31为图片NSP，32为图片A，33为法线贴图，34为置换贴图，35为高光贴图，36为透明度贴图，37为漫反射贴图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合图1-2对本发明进一步说明，但本发明保护范围不局限所述内容。
[0014]一种FSM3D面料高清扫描仪，其由机箱上盖1、单反相机2、机箱骨架、机箱侧板、放置扫描面料推拉式抽屉3和拔插式扫描仪控制主机4组成，机箱骨架包括一号机箱骨架5、二号机箱骨架6和三号机箱骨架7，机箱侧板包括机箱两侧及底部U型侧板8、机箱前侧板9和机箱后侧板10，机箱两侧及底部U型侧板8、机箱前侧板9和机箱后侧板10组装成一体式机箱下部结构，放置扫描面料推拉式抽屉3设有在机箱前侧板9的下端，拔插式扫描仪控制主机4穿过机箱后侧板10插入机箱内部，一号机箱骨架5、二号机箱骨架6和三号机箱骨架7从上到下依次设置在机箱侧板内壁的卡块上，一号机箱骨架5上端设有装饰板11，装饰板11上端设有相机支撑隔板12，单反相机2设置在相机支撑隔板12与机箱上盖1之间，单反相机2旁设有L形相机支架20，相机支架20高于单反相机2，且相机20支架连接相机支撑隔板12与机箱上盖1。
[0015]—号机箱骨架5、二号机箱骨架6和三号机箱骨架7均为四根骨